(57)【要約】【課題】本発明は、燃料電池の外部負荷への接続前における通電によって生じるエネルギを無駄にせずに利用することができるようにする。【解決手段】本発明は、固体酸化物型セルのアノードとカソードとに、水素含有ガスと酸素含有ガスをそれぞれ流接させることにより発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムであって、燃料電池１０の外部負荷７０への接続前に、アノードとカソードに電流を通電させる通電手段Ｂ１と、燃料電池の発電に関わる熱交換可能な第一の補器類３０〜３２と、第一の補器類３０〜３２に対して熱交換可能に配設された発熱体４０〜４２と、燃料電池１０の運転状況を取得する運転状況取得手段Ｂ２と、取得した運転状況に基づいて、発熱体４０〜４２に電力を分配供給する電力分配手段Ｂ３とを有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体酸化物型セルのアノードとカソードとに、水素含有ガスと酸素含有ガスをそれぞれ流接させることにより発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムであって、
燃料電池の外部負荷への接続前に、アノードとカソードに電流を通電させる通電手段と、
燃料電池の発電に関わる熱交換可能な第一の補器類と、
通電手段による通電により発熱し、かつ、上記第一の補器類に対して熱交換可能に配設された発熱体と、
燃料電池の運転状況を取得する運転状況取得手段と、
取得した運転状況に基づいて、発熱体に電力を分配供給する電力分配手段とを有することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
固体酸化物型セルのアノードとカソードとに、水素含有ガスと酸素含有ガスをそれぞれ流接させることにより発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムであって、
燃料電池の外部負荷への接続前に、アノードとカソードに電流を通電させる通電手段と、
上記通電手段の通電により蓄電する蓄電体と、
燃料電池の運転状況を取得する運転状況取得手段と、
取得した運転状況に基づいて、蓄電体に電力を分配供給する電力分配手段とを有することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項３】
固体酸化物型セルのアノードとカソードとに、水素含有ガスと酸素含有ガスをそれぞれ流接させることにより発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムであって、
燃料電池の外部負荷への接続前に、アノードとカソードに電流を通電させる通電手段と、
給電により機能する燃料電池の発電に関わる第二の補器類と、
燃料電池の運転状況を取得する運転状況取得手段と、
取得した運転状況に基づいて、第二の補器類に電力を分配供給する電力分配手段を有することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】
固体酸化物型セルのアノードとカソードとに、水素含有ガスと酸素含有ガスをそれぞれ流接させることにより発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムであって、
燃料電池の外部負荷への接続前に、アノードとカソードに電流を通電させる通電手段と、
上記通電手段の通電により蓄電する蓄電体と、
燃料電池の発電に関わる熱交換可能な第一の補器類と、
通電手段による通電により発熱し、かつ、上記第一の補器類に対して熱交換可能に配設された発熱体と、
燃料電池の運転状況を取得する運転状況取得手段と、
取得した運転状況に基づいて、発熱体と蓄電体に電力を分配供給する電力分配手段を有することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項５】
固体酸化物型セルのアノードとカソードとに、水素含有ガスと酸素含有ガスをそれぞれ流接させることにより発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムであって、
燃料電池の外部負荷への接続前に、アノードとカソードに電流を通電させる通電手段と、
上記通電手段の通電により蓄電する蓄電体と、
燃料電池の発電に関わる熱交換可能な第一の補器類と、
通電手段による通電により発熱し、かつ、上記第一の補器類に対して熱交換可能に配設された発熱体と、
給電により機能する燃料電池の発電に関わる第二の補器類と、
燃料電池の運転状況を取得する運転状況取得手段と、
取得した運転状況に基づいて、発熱体、蓄電体、及び第二の補器類に電力を分配供給する電力分配手段を有することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項６】
発熱体、蓄電体、第一，第二の補器類及び燃料電池の運転効率が高くなる電力分配を記憶した電力分配マップを有しており、
運転状況取得手段は、電力分配マップを参照して電力分配を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
第一の補器類は、加熱器、蒸発器及び改質器を含むものであることを特徴とする請求項１，４、５，６のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
発熱体は電気抵抗器であることを特徴とする請求項１，４，５，６のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項９】
燃料電池の運転状況は、燃料電池の電圧、電流又は温度若しくはそれらの組み合わせであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料電池の運転方法。
【請求項１０】
燃料電池の運転状況は、燃料電池の起動時からの経過時間であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項１１】
通電手段は、所定の時期毎に通電を行うことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項１２】
通電電流を計測するための電流計と、通電電流値を制限するための電流リミッタを配設しており、
電流計により計測した通電電流値が所定の値以上となったか否かを判定する通電電流値判定手段と、
通電電流値が所定の値以上になったと判定したときには、通電電流を制限する通電電流制限手段とを設けたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載した燃料電池システムにおいて、アノードの酸素分圧を検知する酸素分圧計を備えており、
検知したアノードの酸素分圧に基づいて、燃料電池に供給する燃料の供給量を増減制御することを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体酸化物型セルを用いた燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の背景技術として、固体酸化物形燃料電池の運転方法とした名称で特許文献１に記載されたものがある。
特許文献１に記載された固体酸化物形燃料電池の運転方法は、空気極として、鉄をドープしたニッケル酸ランタン（ＬａＮｉ（Ｆｅ）Ｏ３）を、電解質として、スカンジア安定化ジルコニア（Ｚｒ（Ｓｃ）Ｏ２）もしくは金属酸化物をドープしたスカンジア安定化ジルコニア（（Ｚｒ（Ｓｃ，Ｙ）Ｏ２；ただしＹはＡｌ２Ｏ３，ＣｅＯ２，Ｙ２Ｏ３のいずれか）を備えた固体酸化物形燃料電池の運転に先立ち、セル電圧が０．１〜０．２５Ｖで安定するまで段階的に電流を増加し定電流運転処理を施すことを内容としたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４‐２５９６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１においては、例えばセルへの通電を少なくとも１．０Ａ／ｃｍ２以上で行うことができるとしているように、特性を向上させるため、莫大な電流(3A/cm2)を要する。
【０００５】
また、定常運転時(0.2A/cm2程度)に比べて改質器へ大量の熱供給が必要となるため、大電流で通電により、定常運転時の熱バランスが保てず全体効率が低下する。すなわち、通電時は定常運転時より多くの燃料、熱を要する。通常、この種の燃料電池システムは定常運転時に効率がよくなるように設計されているため、過度に定格運転から外れた通電時には効率が悪化する。
さらに、起動毎に大電流での通電処理が性能向上に効果的ではあるが、毎回起動毎に多くの通電用エネルギを消費するという問題が未解決のままである。
【０００６】
そこで本発明は、燃料電池の外部負荷への接続前における通電によって生じるエネルギを無駄なく利用することにより、運転効率を高めることができる燃料電池システムの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明は、固体酸化物型セルのアノードとカソードとに、水素含有ガスと酸素含有ガスをそれぞれ流接させることにより発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムであって、燃料電池の外部負荷への接続前に、アノードとカソードに電流を通電させる通電手段と、燃料電池の発電に関わる熱交換可能な第一の補器類と、第一の補器類に対して熱交換可能に配設された発熱体と、燃料電池の運転状況を取得する運転状況取得手段と、取得した運転状況に基づいて、発熱体に電力を分配供給する電力分配手段とを有している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、燃料電池の外部負荷への接続前における通電によって生じるエネルギを無駄なく利用することにより、運転効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料電池システムの概略構成を示す概念図である。
【図２】同上の燃料電池システムの一部をなすコントロールユニットが有する機能を示す説明図である。
【図３】（Ａ）は、縦軸に示す改質器の要求熱量と横軸に示す燃料電池の運転電流との関係を示すグラフ、（Ｂ）は、縦軸に示すブロワの要求電力と横軸に示す燃料電池の運転電流との関係を示すグラフ、（Ｃ）は、縦軸に示す運転電圧と横軸に示す燃料電池の運転電流との関係を示すグラフである。
【図４】（Ａ）は、縦軸に示す改質器の要求熱量と横軸に示す燃料電池の運転電圧との関係を示すグラフ、（Ｂ）は、縦軸に示すブロワの要求電力と横軸に示す燃料電池の運転電圧との関係を示すグラフ、（Ｃ）は、縦軸に示す運転電圧と横軸に示す燃料電池の運転電流との関係を示すグラフである。
【図５】（Ａ）は、縦軸に示す改質器の要求熱量と横軸に示す燃料電池の温度との関係を示すグラフ、（Ｂ）は、縦軸に示すブロワの要求電力と横軸に示す燃料電池の温度との関係を示すグラフ、（Ｃ）は、縦軸に示す燃料電池の運転温度と横軸に示す運転時間との関係を示すグラフである。
【図６】（Ａ）は、縦軸に示す改質器の要求熱量と横軸に示す燃料電池の運転電圧との関係を示すグラフ、（Ｂ）は、縦軸に示すブロワの要求電力と横軸に示す燃料電池の運転電圧との関係を示すグラフ、（Ｃ）は、縦軸に示す燃料電池の電圧と横軸に示す運転電流との関係を示すグラフである。
【図７】同上の燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る燃料電池システムの概念図、図２は、本発明の一実施形態に係る燃料電池システムの一部をなすコントロールユニットが有する機能を示す説明図である。
【００１１】
本発明の一実施形態に係る燃料電池システムＡは、図１に示すように、燃料電池１０、コントローラユニットＢ、ＤＣ‐ＤＣコンバータ２０及びバッテリ２１の他、蒸発器３０，改質器３１，加熱器３２，燃料ブロワ３３，空気ブロワ３４、発熱体４０〜４２、ＤＣ‐ＡＣインバータ５０，５１、接断スイッチ６０〜６２を有する構成されている。
【００１２】
燃料電池１０は、固体酸化物型セルのアノードとカソード（いずれも図示しない）とに、水素含有ガスと酸素含有ガスをそれぞれ流接させることにより発電を行うものであり、例えばモータ等の外部負荷７０に接続されるようになっている。
【００１３】
上記の燃料電池１０には、図２に示すように、その燃料電池１０の運転状況を示すパラメータを取得するための温度計８０、電流計８１、電圧計８２及び酸素分圧計８３が配設されている。
【００１４】
温度計８０は、燃料電池１０の温度、具体的には、固体酸化物型セルの温度を測定するように配設されている。
電流計８１は、燃料電池１０の出力電流を測定するためのものであり、また、電圧計８２は、それの出力電圧を測定するためのものである。
酸素分圧計８３は、燃料電池１０のアノードの酸素分圧を測定するように配設されている。
【００１５】
また、上記の温度計８０、電流計８１、電圧計８２及び酸素分圧計８３は、コントロールユニット（図中、「Ｃ．Ｕ」と略記する。）Ｂの入力ポート側に接続されて、各取得した出力の測定値が入力されるようになっている。
【００１６】
外部負荷７０は、負荷接断スイッチを含む接続回路（いずれも図示しない）を介して燃料電池１０に接続されている。
【００１７】
蒸発器３０、改質器３１及び加熱器３２は、燃料電池１０の発電に関わる熱交換可能な第一の補器類であり、また、燃料ブロワ３３，空気ブロワ３４は、給電により機能する燃料電池１０の発電に関わる第二の補器類である。
【００１８】
蒸発器３０は、原燃料を蒸気化する機能を有するものである。
改質器３１は、改質ガスを生成する機能を有するものである。
加熱器３２は、燃料電池１０に送給させる酸素含有ガスを加熱する機能を有するものである。
【００１９】
図１に示すように、空気ブロワ３４、加熱器３２は酸素含有ガスの送給経路上であって、送給方向上流側から下流側に向けて配列され、また、燃料ブロワ３３、蒸発器３０、改質器３１は、水素含有ガスの送給経路上であって、送給方向上流側から下流側に向けて配列されている。
【００２０】
発熱体４０〜４２は、後述する通電手段Ｂ１による通電によって発熱する電気抵抗器であり、蒸発器３０、改質器３１及び加熱器３２に対して熱交換可能に配設され、それらのそれぞれ必要な熱量を供給できるようにしている。以下、「発熱体」を「電気抵抗器」という。
【００２１】
本実施形態において示す電気抵抗器４０〜４２は、蒸発器３０、改質器３１及び加熱器３２にそれぞれ必要な熱量を与えられる互いに異なる抵抗値を有するものとしているが、これに限らず、それらを同一の抵抗値のものとしてもよい。
ＤＣ‐ＡＣインバータ５０，５１は、燃料ブロワ３３と空気ブロワ３４とをそれぞれ駆動するためのものである。
【００２２】
ＤＣ‐ＤＣコンバータ２０は、電気抵抗器４０〜４２、ＤＣ‐ＡＣインバータ５０、５１、バッテリ２１に印加する電圧を制御するものであり、コントロールユニットＢによって制御されるようになっている。
【００２３】
接断スイッチ６０〜６２は、通電に供する回路に電気抵抗器４０〜４２を接断するためのものであり、コントロールユニットＢによって接断制御されるようになっている。
【００２４】
コントロールユニットＢは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、インターフェース回路及び記憶部５（図２参照）等からなるものである。
記憶部５には、後述する電力分配マップ５ａの他、所要のプログラムが記憶されており、コントロールユニットＢは、その所要のプログラムの実行により次の各機能を発揮する。
【００２５】
・燃料電池１０の外部負荷７０への接続前に、アノードとカソードに電流を通電させる機能。この機能を「通電手段Ｂ１」という。
アノードとカソードへの通電は、所定の時期毎に行うようにしている。例えば、固体酸化物型セルを製造した後、スタックとして構成する前や燃料電池を通常運転する前である。
【００２６】
・燃料電池１０の運転状況を取得する機能。この機能を「運転状況取得手段Ｂ２」という。
具体的には、温度計８０、電流計８１、電圧計８２及び酸素分圧計８３を介して、運転状況を示すパラメータを取得している。
なお、運転状況は、燃料電池の電圧、電流又は温度の組み合わせであってもよい。
【００２７】
・取得した運転状況に基づいて、電気抵抗器４０〜４２、バッテリ２１、燃料ブロワ（ＤＣ‐ＡＣインバータ５０）３３、空気ブロワ（ＤＣ‐ＡＣインバータ５１）３４に電力を分配供給する機能。この機能を「電力分配手段Ｂ３」という。
本実施形態においては、取得した運転状況を示すパラメータと、コントロールユニットＢ内の記憶部５に記憶されている電力分配マップ５ａを参照比較することにより、電力を分配供給している。
【００２８】
電力分配マップ５ａは、燃料電池１０の運転状況と、電力を分配する蒸発器３０、改質器３１、加熱器３２及びバッテリ２１への電力の分配供給量を最適な運転効率を示すように対応づけたものである。
【００２９】
本実施形態において示す「運転状況」を示すパラメータは、温度，電流，電圧，起動時からの運転経過時間等であり、それらは、上記した温度計８０、電流計８１、電圧計８２及び内蔵タイマ（図示しない）によって取得している。
【００３０】
すなわち、電力分配マップ５ａを参照し、燃料電池１０の運転状況に応じて、各補器類にどの割合で電力を分配するのが最適かを判断している。
また、電力分配マップ５ａ上、定格運転からあまりにも外れすぎて効率が低下しすぎる電流値や、燃料電池１０が劣化してしまうような電流値にあると判断した際には、電流値を制限する機能も併有している。
【００３１】
すなわち、通電電流を計測するための電流計と、通電電流値を制限するための電流リミッタを配設しておくとともに、その電流計により計測した通電電流値が所定の値以上となったか否かを判定する通電電流値判定手段Ｂ４と、通電電流値が所定の値以上になったと判定したときには、通電電流を制限する通電電流制限手段Ｂ５とを設けた構成にする。
【００３２】
上記のような電力分配マップを参照して電力を分配することにより、最適な電力供給（エネルギ供給）を行えるとともに、高い値の通電によるセルの劣化や過渡応答にも対応することができる。
【００３３】
電力分配マップの具体例を図３〜６を参照して説明する。
＜電流制御を行うとき）＞
図３（Ａ）は、縦軸に示す改質器の要求熱量と横軸に示す燃料電池の運転電流との関係を示すグラフ、（Ｂ）は、縦軸に示すブロワの要求電力と横軸に示す燃料電池の運転電流との関係を示すグラフ、（Ｃ）は、縦軸に示す運転電圧と横軸に示す燃料電池の運転電流との関係を示すグラフである。なお、図中ｔ１〜ｔ４は経過時間である。
【００３４】
電流制御を行うときは、一定電圧で通電する。
一定電圧で通電を行うと、通電時間の経過とともに燃料電池１０の性能が向上し、取り出せる電流が向上していく。
【００３５】
すなわち、第一の例に係る電力分配マップは、運転電流値と各補器類の要求エネルギ（電力）とを対応付けたものである。
換言すると、各時刻において、燃料電池１０が或る電流値のとき各補器類はどのくらいのエネルギ（電力）を要求するのか示すものであり、この電力分配マップに基づき、いずれの補器類にどの程度、燃料電池１０のエネルギ（電力）を分配すると効率がよいかを判断している。
【００３６】
具体例を示すと、次のとおりである。
ｔ１：図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、起動時から通電初期においては、補器類の要求電力が低い。このときには、バッテリ２１を充電する。
ｔ２：ブロア３３，３４の要求電力が所定以上であるので、そのブロア３３，３４に電力を供給するとともに、余剰分はバッテリ２１に充電させるようにする。
ｔ３：改質器３１の要求電力が所定以上となっているので、ブロア３３，３４に電力を送給するとともに、改質器３１に配した電気抵抗器４１に電力を送給して発熱させることにより、その改質器３１を加熱する。
ｔ４：過電流であるので、回路抵抗を増加させることによって燃料電池１０の劣化防止を行う。
すなわち、本実施形態においては、通電に供される回路に、コントロールユニットＢから出力される制御信号によって、その抵抗値を増減できる抵抗体を設けている。
抵抗体は、通電に供される回路に流れる電流を低減させるためのものである。
【００３７】
＜電圧制御を行うとき）＞
図４（Ａ）は、縦軸に示す改質器の要求熱量と横軸に示す燃料電池の運転電圧との関係を示すグラフ、（Ｂ）は、縦軸に示すブロワの要求電力と横軸に示す燃料電池の運転電圧との関係を示すグラフ、（Ｃ）は、縦軸に示す運転電圧と横軸に示す燃料電池の運転電流との関係を示すグラフである。なお、図中ｔ１〜ｔ４は経過時間である。
【００３８】
電圧制御を行うときは、一定電流で通電する。
一定電流で通電を行うと、通電時間の経過とともに燃料電池1０の性能が向上し、取り出せる電圧が向上していく。
【００３９】
すなわち、第二の例に係る電力分配マップは、電圧値と各補器類の要求エネルギ（電力）とを対応付けたものである。
換言すると、各時刻において、燃料電池１０が或る電圧値のとき各補器類はどのくらいのエネルギ（電力）を要求するのかを示すものであり、この電力分配マップに基づき、どこにどの程度、燃料電池１０のエネルギ（電力）を分配すると効率がよいかを判断している。
【００４０】
ｔ１：図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、起動時から通電初期においては、補器類の要求電力が低い。このときには、バッテリ２１を充電する。
ｔ２：ブロア３３，３４の要求電力が所定以上であるので、そのブロア３３，３４に電力を供給するとともに、余剰分はバッテリ２１に充電させるようにする。
ｔ３：改質器３１の要求電力が所定以上となっているので、ブロア３３，３４に電力を送給するとともに、改質器３１に配した電気抵抗器４１に電力を送給して発熱させることにより、その改質器３１を加熱する。
【００４１】
＜燃料電池の温度で制御を行うとき＞
図５（Ａ）は、縦軸に示す改質器の要求熱量と横軸に示す燃料電池の温度との関係を示すグラフ、（Ｂ）は、縦軸に示すブロワの要求電力と横軸に示す燃料電池の温度との関係を示すグラフ、（Ｃ）は、縦軸に示す燃料電池の運転温度と横軸に示す運転時間との関係を示すグラフである。なお、図中ｔ１〜ｔ３は経過時間である。
【００４２】
燃料電池１０の起動中（昇温中）、所定の温度（発電可能な温度）になった時点から通電を開始する。なお、「所定の温度」はあらかじめ実験で決定する。
（１）第三の例に係る電力分配マップは、起動中の燃料電池１０の温度と、その温度と補器類の要求電力を対応づけたものである。
すなわち、起動中の燃料電池１０の温度をモニタし、その温度と補器類の要求電力を関連付けたマップを作成しておき、その電力配分マップを参照しながら補器類に電力を供給制御する。
【００４３】
図６（Ａ）は、縦軸に示す改質器の要求熱量と横軸に示す燃料電池の運転電圧との関係を示すグラフ、（Ｂ）は、縦軸に示すブロワの要求電力と横軸に示す燃料電池の運転電圧との関係を示すグラフ、（Ｃ）は、縦軸に示す燃料電池の電圧と横軸に示す運転電流との関係を示すグラフである。なお、図中ｔ１〜ｔ３は経過時間である。
【００４４】
（２）第四の例に係る電力分配マップは、あらかじめ燃料電池１０の温度と通電電流の関係を求めておき、燃料電池１０の温度をモニタし、前記関係から電流値を割り出した後、燃料電池１０の電流値と補器類の要求電力を対応付けたものである。
すなわち、当該電力配分マップを参照しながら補器類に電力を供給制御するのである。
なお、燃料電池の温度で制御を行うときには、電流、電圧どちらで制御してもよい。
【００４５】
＜起動時からの経過時間によって制御を行うとき＞
第五の例に係る電力配分マップは、経過時間と、各補器類への配分量を対応付けたものである。
そして、上記電力分配マップを参照しながら、燃料電池１０の運転経過時間と各補器類への配分量に基づき、補器類に電力を供給制御する。
【００４６】
具体例を示すと、次のとおりである。
運転開始〜ｔ１：バッテリ充電100%
ｔ１〜ｔ２：改質器３１の熱30%、バッテリ充電70%
ｔ２〜ｔ３：ブロア電力10% 改質器の熱70%  バッテリ充電20%
ｔ３〜ｔ４：ブロア電力20% 改質器の熱80%
【００４７】
以上の構成からなる燃料電池システムの動作について、図７を参照して説明する。図７は、燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。
ステップ１：通電を開始する。
ステップ２：電力の分配処理を行う。
すなわち、取得した燃料電池１０の運転状況（電流，電圧，温度）と、上述した電力分配マップとにより、バッテリ２１や第一，第二の補器類に電力を分配する処理を行う。
また、起動時からの運転経過時間と、これに対応付けたバッテリ２１や第一，第二の補器類の要求電力とから、バッテリ２１や第一，第二の補器類に電力を分配する処理を行う。
なお、図７においてはステップ１を「Ｓ１」と略記し、以下の各ステップについても同様に表記する。
【００４８】
ステップ３：分配した電力をバッテリ２１や補器類に供給する。
ステップ４：燃料電池１０の電流値が所定値以上になったか否かを判定し、所定値未満であればステップ６に進み、そうでなければステップ５に進む。
【００４９】
ステップ５：通電に供される回路の抵抗値を高める処理を行う。
すなわち、本実施形態においては、通電に供される回路に、コントロールユニットＢから出力される制御信号によって、その抵抗値を増減できる抵抗体を設けている。
抵抗体は、通電に供される回路に流れる電流を低減させるためのものである。
【００５０】
具体的には、測定した燃料電池１０の電流値が、予め設定した値以上になったと判定したときには、電流値を低減させるように抵抗体の抵抗値を変更する抵抗値変更手段を有している。
本実施形態においては、電流計で測定した電流値が低下するように抵抗値を高くすることにより、セルの劣化を防止できる。
【００５１】
ステップ６：所定の通電処理を行ったか否かを判定し、所定の通電処理を行ったと判定されればステップ７に進み、そうでなければステップ２に戻る。
通電終了の判断は、所定時間の経過、電圧値、電圧増加率、電流値、電流増加率、抵抗値又は抵抗減少率がそれぞれ所定の値になったか否かによる。
このとき、時間経過は通電に必要な時間をあらかじめ実験で求め、また、電圧、電流、抵抗値、それらの各増加率及び減少率はあらかじめ実験で決めておく。
ステップ７：通電処理を終了する。
ステップ８：燃料電池１０の運転を開始する。
【００５２】
なお、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
次のような機能を設けて、燃料電池に供給する燃料の供給量を増減制御するようにしてもよい。
・酸素分圧計８３によって燃料電池１０のアノードの酸素分圧を測定する機能。この機能を「アノード酸素分圧測定手段Ｂ６」という。
・測定した燃料電池１０のアノードの酸素分圧が、予め設定した値以下か否かを判定する機能。この機能を「アノード酸素分圧判定手段Ｂ７」という。
「予め設定した値」は、燃料電池１０の燃料極材料が例えば酸化劣化が生じる酸素分圧である。この値は使用する材料によっても異なるが、例えばＮｉであれば１０−２０atm程度である。予め設定した値を「危険酸素分圧ＰＯ２−１」とする。
「危険酸素分圧ＰＯ２−１」は、本実施形態においては、上記した記憶部５ａに予め記憶させておく。
アノード酸素分圧測定手段は、記憶部５ａに記憶している危険酸素分圧ＰＯ２−１を参照して、この危険酸素分圧ＰＯ２−１として測定した燃料電池１０のアノードの酸素分圧とを比較することにより判定を行う。
【００５３】
・測定した燃料電池１０のアノードの酸素分圧が、予め設定した値以下でないと判定したときには、燃料電池１０のアノードの酸素分圧を低下させる機能。この機能を「アノード酸化防止手段Ｂ８」という。
本実施形態においては、アノードに送給する燃料流量を増大させて燃料電池１０の燃料極の酸素分圧を低下している。これにより、アノードの酸化劣化を防止することができる。
【００５４】
上記した実施形態においては、燃料電池の運転状況を示すパラメータとして、燃料電池の電圧、電流及び温度を例として説明したが、それらの組み合わせであってもよい。
【００５５】
上述した実施形態においては、バッテリ、第一の補器類、第二の補器類及び発熱体を有する構成を前提として、取得した運転状況に基づき、電力分配手段が、発熱体、バッテリ、第二の補器類に電力を分配供給する例として説明したが、次のような構成であっても適用できることは勿論である。
・第一の補器類と発熱体とを有する構成においては、電力分配手段は、取得した運転状況に基づいて、発熱体に電力を分配供給する。
・バッテリを有する構成においては、電力分配手段は、取得した運転状況に基づいて、バッテリに電力を分配供給する。
【００５６】
・第二の補器類を有する構成においては、電力分配手段は、取得した運転状況に基づいて、第二の補器類電力を分配供給する。
・バッテリ、第一の補器類及び発熱体とを有する構成においては、電力分配手段は、取得した運転状況に基づいて、発熱体、及びバッテリに電力を分配供給する。
【符号の説明】
【００５７】
５ａ          電力分配マップ
１０          燃料電池
２１          蓄電体（バッテリ）
３０〜３２    第一の補器類
３３，３４    第二の補器類
４０〜４２    発熱体（電気抵抗器）
７０          外部負荷
８３          酸素分圧計
Ａ            燃料電池システム
Ｂ１          通電手段
Ｂ２          運転状況取得手段
Ｂ３          電力分配手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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